En cuanto a aplicaciones, los rumbos más importantes son robótica, sistemas de transporte, sistemas de manufactura, máquinas de control numérico, nano máquinas y biomecatrónica.
La aplicación de la Mecatrónica en el transporte se desarrolla en el diseño de mecanismos activos.
En la manufactura, se ha servido de los modelos de sistemas a eventos discretos, y los ha aplicado para el diseño óptimo de líneas de producción así como la optimización de procesos ya existente. También ha ayudado a automatizar las líneas de producción y generar el concepto de manufactura flexible.
Los desarrollos más recientes son: análisis, detección y control de vibraciones, y temperatura, en las herramientas de corte, diagnóstico de las herramientas de corte, electro erosionado y síntesis por láser.
Las nano máquinas son un área que se han beneficiado de los desarrollos de la Mecatrónica. Un ejemplo muy evidente es el desarrollo del disco duro. Las líneas de investigación más manejadas son: micro manejo, micro actuadores y micro maquinado.
La biomecatrónica es la aplicación de la mecatrónica para resolver problemas de sistemas biológicos, en particular el desarrollo de nuevos tipos de prótesis, simuladores quirúrgicos, control de posición de instrumental médico.
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